Filiberto Chiabrando, Gabriele Fangi Rilievo e rappresentazione dell area archeologica: il rilievo topografico eseguito nel 2008

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1 Filiberto Chiabrando, Gabriele Fangi Rilievo e rappresentazione dell area archeologica: il rilievo topografico eseguito nel 2008 La campagna di scavi intrapresa ad Ankara dai colleghi del Museo delle Civiltà Anatoliche in prossimità del tempio di Augusto, ha reso possibile compiere un ulteriore rilevamento dell area archeologica (mai come ora sgombro di detriti e arbusti incolti), operazione con cui sono stati completati i rilievi delle missioni precedenti. Due sono stati gli obiettivi principali da raggiungere nel 2008: la georeferenziazione nel sistema cartografico turco dei rilievi già eseguiti negli anni precedenti; la documentazione delle nuove aree di scavo portate alla luce dagli archeologi, coordinati dal responsabile del Museo delle Civiltà Anatoliche. Per la corretta georeferenziazione dei rilievi già esistenti, e per quelli realizzati nella campagna 2008 sull area del tempio di Augusto, abbiamo realizzato una rete di inquadramento con strumentazione GPS, secondo la cosiddetta modalità statica, quella cioè che garantisce la miglior precisione (nell ordine del millimetro). Successivamente abbiamo focalizzato le operazioni di rilievo sulla parte in cui si stava eseguendo l indagine archeologica. La parte analizzata durante la campagna 2008 è stata rilevata grazie all integrazione tra le operazioni di misura GPS in modalità RTK (Real Time Kinematic) e i rilievi celerimetrici eseguiti con stazione totale e infine ad un rilievo fotogrammetrico, eseguito sfruttando una piattaforma aerea. Nel presente contributo sono riportati nel dettaglio i risultati delle operazioni di misura eseguite e le metodologie impiegate per la realizzazione degli elaborati grafici. Introduzione al rilievo metrico dell area archeologica Le operazioni svolte nella campagna del 2008 hanno avuto, come detto, un duplice obiettivo: da una parte si voleva realizzare un unico sistema di riferimento, utile all unione delle varie operazioni di rilievo eseguite nel corso degli anni sull area del tempio e, in secondo luogo, era necessario rilevare e rappresentare l area di scavo già studiata a partire dagli anni 30 (Krencker - Schede 1936) e solo parzialmente ripresa nel 2008 dagli archeologi locali del Museo delle Civiltà Anatoliche, dopo qualche sporadico tentativo nel decennio Per realizzare il primo obiettivo abbiamo utilizzato la tecnica satellitare nota come GPS, mentre per il rilievo di dettaglio sono state integrate diverse metodologie, tra le quali i rilievi RTK, i rilievi celerimetrici con stazione totale e infine un rilievo fotogrammetrico effettuato mediante riprese non convenzionali. La rete di inquadramento GPS Sull area del tempio di Augusto, nel corso delle diverse campagne di studio e di rilievo del progetto Ancyra dell Università degli Studi di Trieste, a partire dal 1997, sono state realizzate differenti reti di inquadramento, una per le scritte latine, una per quella greca (finalizzate alla restituzione fotogrammetrica delle scritte), ed infine una per il complesso del tempio. Per l occasione è stata impiegata una attrezzatura topografica convenzionale, consistente in una stazione totale. Per la campagna

2 Filiberto Chiabrando - Gabriele Fangi 426 ci siamo invece posti l obiettivo di realizzare un unico sistema di riferimento, inserito nella rete cartografica nazionale turca, in modo tale che fosse possibile unificare i diversi sistemi di riferimento utilizzati per i rilievi già eseguiti. Le operazioni sono state svolte grazie alla corretta georeferenziazione dei vertici già materializzati sul terreno, attraverso la progettazione e la realizzazione di una rete GPS (in modalità statica), sull intera area del tempio di Augusto (Figg. 2 e 3). Per la realizzazione della rete abbiamo utilizzato due GPS doppia frequenza Leica System 500, con tempi di stazionamento pari a 45 minuti, per ogni singola base (sample rate 5 secondi). Per la corretta georeferenziazione della rete è stata poi impiegata la stazione GPS permanente di Ankara (che fa parte della rete fondamentale turca), grazie alla quale è stato possibile calcolare le coordinate dei punti misurati, sia nel sistema UTM (Universal Transversal Mercator), che in quello cartografico turco (Gauss-Krueger). Alla fine del processo di calcolo (per la compensazione a minimi quadrati è stato utilizzato il software Starnet della Starplus Technologies), le quote sono state poi convertite da ellissoidiche ad ortometriche, utilizzando l ondulazione del geoide, che per l area relativa al tempio di Augusto, è pari a -37,474 m. La tabella 1 riporta le precisioni ottenute sui vertici delle rete di inquadramento realizzata. Grazie a tali coordinate è stato possibile calcolare i parametri di rototraslazione che hanno consentito di georeferenziare correttamente le precedenti reti di riferimento. Fig. 1 Cartografia di riferimento e punti GPS utilizzati per la misura della rete di inquadramento.

3 Rilievo e rappresentazione dell area archeologica: il rilievo topografico eseguito nel 2008 Tabella 1 Scarti sui punti della rete di inquadramento realizzata per il Tempio di Augusto. 427 Il rilievo di rettaglio Per una corretta conoscenza e rappresentazione dell area di scavo del tempio è stato necessario realizzare un rilievo di dettaglio integrato, utilizzando sia tradizionali operazioni celerimetriche che rilievi GPS RTK. Tale operazione si è resa indispensabile in quanto in alcune aree dell edificio la ricezione del segnale GPS non consentiva di raggiungere le precisioni utili ad una rappresentazione a scala 1:100-1:50. In particolare, tale rilievo ha riguardato sia le principali discontinuità presenti sull area di scavo sia alcuni particolari non facilmente rappresentabili e rilevabili con altre metodologie. I punti naturali rilevati sono anche serviti come GCP (Ground Control Points) e CP (Check Points) durante il processo fotogrammetrico, processo che successivamente verrà analizzato nei particolari. Tele rilievo è stato inoltre integrato da tradizionali operazioni longimetriche di dettaglio, per meglio comprendere le geometrie e le forme delle antiche rovine prospicienti l area della cella del tempio di Augusto. Il rilievo fotogrammetrico Come noto, soprattutto per zone dove non è possibile ripetere con facilità le operazioni di misura, la metodologia migliore per la realizzazione di un rilievo a grande/ grandissima scala è quella fotogrammetrica. Tale tecnica consente di ottenere elaborati grafici tradizionali (piante, sezioni, prospetti, ecc.) e di ricavare ortofoto di precisione. Le ortofoto sono rappresentazioni metricamente corrette che rispetto a una mappa al tratto consentono una migliore comprensione dell area rilevata in quanto associano all informazione geometrica anche quella radiometrica (fotografica) e sono quindi molto apprezzate nel campo archeologico. A livello nazionale ed internazionale si stanno sperimentando ormai da alcuni anni sistemi di ripresa aerea non convenzionali a basso costo (UAV, palloni frenati, ecc.) che consentono di riprendere l area di scavo a bassa quota (Chiabrando et al. 2009). Tali sistemi permettono, grazie al processo fotogrammetrico e soprattutto ai sempre più evoluti algoritmi utilizzati nei software di fotogrammetria digitale, di ottenere prodotti grafici a grandissima scala: rappresentazioni tipiche e necessarie per la documentazione e il rilievo archeologico (Stylianidis Patias 2006). Sull area del tempio di Augusto per l esecuzione delle riprese a bassa quota è stata utilizzata una piattaforma aerea messa a di-

4 Filiberto Chiabrando - Gabriele Fangi Tabella 2 Residui sui GCP sui CP al termine della triangolazione aerea. 428 sposizione dai Vigili del Fuoco del Comune di Ankara. Per le riprese è stata utilizzata una fotocamera digitale Canon Eos1Ds, dotata di obiettivo 24 mm di focale. Le riprese sono state eseguite da due differenti posizioni della piattaforma. Non è stato possibile progettare a priori un corretto piano di volo, motivo per il quale le immagini acquisite sono esuberanti rispetto a quelle strettamente necessarie per la copertura fotogrammetrica del sito. Dopo un attenta analisi dei fotogrammi acquisiti, per le operazioni fotogrammetriche sono state utilizzate 6 immagini con quota media relativa, pari a circa 18 m.per il processo fotogrammetrico abbiamo usato il software Leica Photogrammetric Suite che consente durante il processo di triangolazione aerea (Block Bundle Adjustment) di stimare, non solamente i parametri di orientamento esterno, ma anche anche le caratteristiche interne della camera (distanza principale, punto principale e distorsione caratteristica). Oltre ai punti naturali misurati durante il rilievo celerimetrico sono stati appositamente posizionati e misurati sul terreno una serie di Target (Figg. 2-3). Tali punti sono stati utilizzati all interno del software come Ground Control Points. I risultati ottenuti al termine del Block Bundle Adjustment, riportati in tabella 2, confermano la buona riuscita delle operazioni di orientamento fotogrammetrico ed hanno consentito di poter procedere alle operazioni di restituzione utili per ottenere gli elaborati grafici richiesti dagli archeologi. Restituzione e rappresentazione dell area archeologica Per la documentazione dell area archeologica del Tempio di Augusto è stato necessario realizzare una pianta a scala 1:50 dell intero scavo. La metodologia seguita per l esecuzione dell elaborato grafico è stata quella della restituzione fotogrammetrica integrata in alcune aree co le informazioni derivanti dal rilievo di dettaglio. In fase di restituzione sono state rappresentate nei particolari le caratteristiche delle emergenze archeologiche, con la collaborazione dell archeologa Figg. 2-3 Fasi di misurazione eseguita con stazione totale e posizione sul terreno di alcuni Target.

5 Rilievo e rappresentazione dell area archeologica: il rilievo topografico eseguito nel 2008 Beatrice Pinna Caboni: tale processo ha consentito di ottenere un prodotto che rispetta le tolleranze tipiche della rappresentazione 1:50. Nella Fig. 4 è riportata la pianta dell area analizzata. Conclusioni e lavori futuri Il lavoro presentato riassume l integrazione di differenti metodologie per la realizzazione del rilievo del Tempio di Augusto e della dea Roma ad Ankara. Dalle elaborazioni eseguite e dall esperienza del gruppo di lavoro in campo archeologico si evincono due fattori fondamentali per il rilievo e la rappresentazione archeologica: primo, la necessità di realizzare sempre una rete di inquadramento generale (preferibilmente con metodologie GPS), utile sia per le operazioni di rilievo di dettaglio, sia per poter utilizzare (con le opportune trasformazioni e rototraslazioni), i supporti cartografici prodotti dai differenti enti territoriali, ed infine per costruire efficacemente un GIS (Geo Information System) dei rilievi. Secondo, l importanza di valutare le grandi potenzialità delle piattaforme non convenzionali per la realizzazione di riprese fotogrammetriche. Con questi sistemi, sicuramente a basso costo, è possibile ottenere ottimi risultati per la realizzazione di elaborati grafici a grandissima scala. Sull area del Tempio di Augusto e della dea Roma, oltre alla pianta già prodotta, verranno realizzate alcune ortofoto, utilizzando per il Modello Digitale del Terreno, sia i punti rilevati durante la campagna di misura, sia i dati derivanti da tecniche di image-matching. 429 Fig. 4 Rappresentazione dell area archeologica (originale a scala 1:50).